高中數(shù)學(xué)北師大版必修三教學(xué)案:第一章 章末小結(jié)與測評 Word版含答案

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1、2019年北師大版精品數(shù)學(xué)資料 1.抽樣方法 (1)用隨機(jī)數(shù)表法抽樣時(shí),對個(gè)體所編號碼位數(shù)要相等,當(dāng)問題所給位數(shù)不等時(shí),以位數(shù)較多的為準(zhǔn),在位數(shù)較少的數(shù)前面添“0”,湊齊位數(shù). (2)用系統(tǒng)抽樣法時(shí),如果總體容量N能被樣本容量n整除,抽樣間隔為k=;如果總體容量N不能被樣本容量n整除,先用簡單隨機(jī)抽樣剔除多余個(gè)體,抽樣間隔為k=. (3)應(yīng)用三種抽樣方法時(shí)需要搞清楚它們的使用原則. ①當(dāng)總體容量較小,樣本容量也較小時(shí),可采用抽簽法. ②當(dāng)總體容量較大,樣本容量較小時(shí),可用隨機(jī)數(shù)表法. ③當(dāng)總體容量較大,樣本容量也較大時(shí),可用系統(tǒng)抽樣法. ④當(dāng)總體由差異明顯的幾部分組

2、成時(shí),常用分層抽樣. 2.用樣本估計(jì)總體 (1)用樣本頻率分布估計(jì)總體頻率分布時(shí),通常要對給定的一組數(shù)據(jù)進(jìn)行列表、作圖處理,作頻率分布表與頻率分布直方圖時(shí)要注意其方法步驟. (2)莖葉圖刻畫數(shù)據(jù)有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn):一是所有信息都可以從圖中得到,二是便于記錄和表示.但數(shù)據(jù)較多時(shí)不方便. (3)平均數(shù)反映了樣本數(shù)據(jù)的平均水平,而標(biāo)準(zhǔn)差反映了樣本數(shù)據(jù)相對平均數(shù)的波動(dòng)程度. 3.變量間的相關(guān)關(guān)系 除了函數(shù)關(guān)系這種確定性的關(guān)系外,還大量存在因變量的取值帶有一定隨機(jī)性的兩個(gè)變量之間的關(guān)系——相關(guān)關(guān)系,對于一元線性相關(guān)關(guān)系,通過建立線性回歸方程就可以根據(jù)其部分觀測值,獲得對這兩個(gè)變量之間的整體關(guān)系的了解

3、,主要是作出散點(diǎn)圖、寫出線性回歸方程. [典例1] 某工廠有1 003名工人,從中抽取10人參加體檢,試采用簡單隨機(jī)抽樣和系統(tǒng)抽樣進(jìn)行具體實(shí)施. [解] (1)簡單隨機(jī)抽樣:①將每一個(gè)人編一個(gè)號由0001至1003. ②制作大小相同的號簽,并寫上號碼. ③放入一個(gè)大容器內(nèi),均勻攪拌. ④依次抽取10個(gè)號簽. 具有這十個(gè)編號的人組成一個(gè)樣本. (2)系統(tǒng)抽樣: ①將每個(gè)人編一個(gè)號由0001至1003. ②利用隨機(jī)數(shù)表抽取3個(gè)號,將這3個(gè)人剔除. ③重新編號0001至1000. ④分段=100,所以0001至0100為第一段. ⑤在第一段內(nèi)由簡單隨機(jī)抽樣方法抽得一

4、個(gè)號l. ⑥按編號將l,100+l,…,900+l,共10個(gè)號選出,這10個(gè)號所對應(yīng)的人組成樣本. [借題發(fā)揮] 1.當(dāng)總體容量N能被樣本容量n整除時(shí),分段間隔k=,利用系統(tǒng)抽樣的方法抽樣. 2.當(dāng)總體容量不能被樣本容量整除時(shí),可先從總體中隨機(jī)剔除n個(gè)個(gè)體. 3.要注意三種抽樣方法的使用條件. [對點(diǎn)訓(xùn)練] 1.將參加夏令營的600名學(xué)生編號為:001,002,…,600.采用系統(tǒng)抽樣方法抽取一個(gè)容量為50的樣本,且隨機(jī)抽得的號碼為003.這600名學(xué)生分住在三個(gè)營區(qū),從001到300在第Ⅰ營區(qū),從301到495在第Ⅱ營區(qū),從496到600在第Ⅲ營區(qū),三個(gè)營區(qū)被抽中的人數(shù)依次為( 

5、 ) A.26,16,8  B.25,17,8 C.25,16,9 D.24,17,9 解析:選B 由題意知間隔為=12,故抽到的號碼為12k+3(k=0,1,…,49),列出不等式可解得:第Ⅰ營區(qū)抽25人,第Ⅱ營區(qū)抽17人,第Ⅲ營區(qū)抽8人. [典例2] 有一容量為200的樣本,數(shù)據(jù)的分組以及各組的頻數(shù)如下: [-20,-15),7;[-15,-10),11;[-10,-5),15;[-5,0),40; [0,5),49;[5,10),41;[10,15),20;[15,20],17. (1)列出樣本的頻率分布表; (2)畫出頻率分布直方圖和頻率分布折線圖; (3

6、)求樣本數(shù)據(jù)不足0的頻率. [解] (1)頻率分布表如下: 分組 頻數(shù) 頻率 [-20,-15) 7 0.035 [-15,-10) 11 0.055 [-10,-5) 15 0.075 [-5,0) 40 0.2 [0,5) 49 0.245 [5,10) 41 0.205 [10,15) 20 0.1 [15,20] 17 0.085 合計(jì) 200 1.00 (2)如圖是頻率分布直方圖和頻率分布折線圖: (3)樣本數(shù)據(jù)不足0的頻率為: 0.035+0.055+0.075+0.2=0.365. [借題發(fā)揮] 1.頻率分

7、布直方圖的繪制方法與步驟 (1)先制作頻率分布表,然后作直角坐標(biāo)系,橫軸表示總體,縱軸表示. (2)把橫軸分成若干段,每一段對應(yīng)一個(gè)組.以每個(gè)組距為底,以各頻率除以組距的商為高,分別畫成矩形.這樣得到的直方圖就是頻率分布直方圖. 2.頻率分布折線圖反映的是數(shù)據(jù)的變化趨勢,可用來對數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)和預(yù)測. [對點(diǎn)訓(xùn)練] 2.從某小學(xué)隨機(jī)抽取100名同學(xué),將他們的身高(單位:厘米)數(shù)據(jù)繪制成頻率分布直方圖(如圖所示).由圖中數(shù)據(jù)可知a=________.若要從身高在[120,130),[130,140),[140,150]三組內(nèi)的學(xué)生中,用分層抽樣的方法選取18人參加一項(xiàng)活動(dòng),則從身高在[1

8、40,150]內(nèi)的學(xué)生中選取的人數(shù)應(yīng)為________. 解析:∵0.005×10+0.035×10+a×10+0.020×10+0.010×10=1,∴a=0.030. 設(shè)身高在[120,130),[130,140),[140,150]三組的學(xué)生各有x,y,z人, 則=0.030×10,解得x=30.同理,y=20,z=10. 故從[140,150]中抽取的學(xué)生人數(shù)為×18=3. 答案:0.030 3 3.某棉紡廠為了了解一批棉花的質(zhì)量,從中隨機(jī)抽測了100根棉花纖維的長度(棉花纖維的長度是棉花質(zhì)量的重要指

9、標(biāo)).所得數(shù)據(jù)均在區(qū)間[5,40]中,其頻率分布直方圖如圖所示,則在抽測的100根中,有________根棉花纖維的長度小于20 mm. 解析:(0.04×5+0.01×5+0.01×5)×100=30. 答案:30 [借題發(fā)揮] 在實(shí)際問題中,僅靠平均數(shù)不能完全反映問題,還要研究數(shù)據(jù)偏離平均數(shù)的離散程度(即方差或標(biāo)準(zhǔn)差).標(biāo)準(zhǔn)差越大,說明數(shù)據(jù)的離散性越大;標(biāo)準(zhǔn)差越小,說明數(shù)據(jù)的離散性越小或數(shù)據(jù)越集中、穩(wěn)定. [對點(diǎn)訓(xùn)練] 4.甲、乙兩位學(xué)生參加數(shù)學(xué)競賽培訓(xùn),在培訓(xùn)期間他們參加5項(xiàng)預(yù)賽,成績記錄如下: 甲:78 76 74 

10、90 82 乙:90 70 75 85 80 (1)用莖葉圖表示這兩組數(shù)據(jù); (2)現(xiàn)要從中選派一人參加數(shù)學(xué)競賽,從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度考慮,你認(rèn)為選派哪位學(xué)生參加合適?說明理由. 解:(1)用莖葉圖表示如下: (2)甲=80,乙=80, 而s=×[(78-80)2+(76-80)2+(74-80)2+(90-80)2+(82-80)2]=32, s=×[(90-80)2+(70-80)2+(75-80)2+(85-80)2+(80-80)2]=50. ∵甲=乙,s<s, ∴從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度考慮,選甲參加更合適. [典例4] 某個(gè)體服裝店經(jīng)營某種服裝

11、在某周內(nèi)獲純利y(元)與該周每天銷售這種服裝件數(shù)x之間有如下一組數(shù)據(jù): x 3 4 5 6 7 8 9 y 66 69 73 81 89 90 91 已知:=280,=45 309,=3 487. (1)求,; (2)求純利y與每天銷售件數(shù)x之間的線性回歸方程; (3)估計(jì)每天銷售10件這種服裝時(shí)純利潤為多少元? [解] (1)由已知得=(3+4+5+6+7+8+9)=6, =(66+69+73+81+89+90+91)≈79.86. (2)設(shè)線性回歸方程為y=bx+a,則 b==≈4.75, a=-b =79.86-4.75×6

12、≈51.36. ∴所求線性回歸方程為y=4.75x+51.36. (3)當(dāng)x=10時(shí),y=98.86,估計(jì)每天銷售這種服裝10件可獲純利98.86元. [借題發(fā)揮] 要對y與x進(jìn)行線性相關(guān)檢驗(yàn),只要畫出散點(diǎn)圖,看各數(shù)據(jù)是否集中在某一條直線附近即可,采用數(shù)形結(jié)合思想,若線性相關(guān),則根據(jù)公式求出回歸方程. [對點(diǎn)訓(xùn)練] 5.煉鋼是一個(gè)氧化降碳的過程,鋼水含碳量的多少直接影響冶煉時(shí)間的長短,必須掌握鋼水含碳量和冶煉時(shí)間的關(guān)系.如果已測得爐料熔化完畢時(shí),鋼水的含碳量x與冶煉時(shí)間y(從爐料熔化完畢到出鋼的時(shí)間)的一列數(shù)據(jù)如下表所示: x(0.01%) 104 180 190 177

13、 147 134 150 191 204 121 y(min) 100 200 210 185 155 135 170 205 235 125 (1)作出散點(diǎn)圖,你能從中發(fā)現(xiàn)含碳量與冶煉時(shí)間的一般規(guī)律嗎? (2)求回歸方程; (3)預(yù)測當(dāng)鋼水含碳量為160時(shí),應(yīng)冶煉多少分鐘. 解:(1)用x表示含碳量,y表示冶煉時(shí)間,可作散點(diǎn)圖如下圖所示. 從上圖中可以看出,各點(diǎn)散布在一條直線附近,即它們線性相關(guān). (2)列出下表,并用科學(xué)計(jì)算器進(jìn)行計(jì)算: i 1 2 3 4 5 xi 104 180 190 177 147 yi 1

14、00 200 210 185 155 xiyi 10 400 36 000 39 900 32 745 22 785 i 6 7 8 9 10 xi 134 150 191 204 121 yi 135 170 205 235 125 xiyi 18 090 25 500 39 155 47 940 15 125 =159.8,=172;x=265 448,xiyi=287 640 設(shè)所求回歸方程為y=bx+a. b=≈1.267, a=-b≈-30.47. 即所求的回歸方程為y=1.267x-30.47. (

15、3)當(dāng)x=160時(shí), y=1.267×160-30.47≈172(min), 即大約冶煉172 min. (時(shí)間:90分鐘 滿分:120分) 一、選擇題(本大題共10小題,每小題5分,共50分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的) 1.為了了解1 200名學(xué)生對學(xué)校某項(xiàng)教改試驗(yàn)的意見,打算從中抽取一個(gè)容量為40的樣本,考慮用系統(tǒng)抽樣,則分段的間隔k為(  ) A.40   B.30 C.20 D.12 解析:選B 系統(tǒng)抽樣也叫間隔抽樣,抽多少個(gè)就分成多少組,總數(shù)÷組數(shù)=間隔數(shù),即k==30. 2.某學(xué)校為了調(diào)查高一年級的20

16、0名學(xué)生完成課后作業(yè)所需時(shí)間,采取了兩種抽樣調(diào)查的方式:第一種由學(xué)生會(huì)的同學(xué)隨機(jī)抽取20名同學(xué)進(jìn)行抽查;第二種由教務(wù)處對該年級的學(xué)生進(jìn)行編號,從001到200,抽取學(xué)號最后一位為2的同學(xué)進(jìn)行調(diào)查.則這兩種抽樣的方法依次是(  ) A.分層抽樣,簡單隨機(jī)抽樣 B.簡單隨機(jī)抽樣,分層抽樣 C.分層抽樣,系統(tǒng)抽樣 D.簡單隨機(jī)抽樣,系統(tǒng)抽樣 解析:選D 由抽樣方法的概念知選D. 3.一個(gè)容量為80的樣本中數(shù)據(jù)的最大值是140,最小值是51,組距是10,則應(yīng)將樣本數(shù)據(jù)分為(  ) A.10組 B.9組 C.8組 D.7組 解析:選B 根據(jù)列頻率分布表的步驟,==8.9

17、,所以分9組. 4.(陜西高考)某單位有840名職工,現(xiàn)采用系統(tǒng)抽樣方法抽取42人做問卷調(diào)查,將840人按1,2,…,840隨機(jī)編號,則抽取的42人中,編號落入?yún)^(qū)間[481,720]的人數(shù)為(  ) A.11 B.12 C.13 D.14 解析:選B 依據(jù)系統(tǒng)抽樣為等距抽樣的特點(diǎn),分42組,每組20人,區(qū)間[481,720]包含25組到36組,每組抽1人,則抽到的人數(shù)為12. 5.某大學(xué)數(shù)學(xué)系共有本科生5 000人,其中一、二、三、四年級的人數(shù)比為4∶3∶2∶1,要用分層抽樣的方法從所有本科生中抽取一個(gè)容量為200的樣本,則應(yīng)抽取三年級的學(xué)生人數(shù)為(  ) A.80

18、 B.40 C.60 D.20 解析::選B 應(yīng)抽取三年級的學(xué)生人數(shù)為200×=40. 6.已知200輛汽車通過某一段公路時(shí)的時(shí)速的頻率分布直方圖如圖所示,時(shí)速在[60,70)的汽車輛數(shù)為(  ) A.8 B.80 C.65 D.70 解析:選B 時(shí)速在[60,70)的汽車頻率為0.04×10=0.4,時(shí)速在[60,70)的汽車大約有200×0.4=80(輛). 7.已知回歸直線斜率的估計(jì)值為1.23,樣本點(diǎn)的中心為(4,5),則回歸方程為(  ) A.y=1.23x+4 B.y=1.23x+5 C.y=1.23

19、x+0.08 D.y=0.08x+1.23 解析:選C 回歸直線的斜率就是b,則回歸方程為y=1.23x+a,將(4,5)代入方程得a=0.08. 8.某班的數(shù)學(xué)考試成績的平均分為70分,方差為s2.后來發(fā)現(xiàn)成績記錄有誤,同學(xué)甲得80分卻誤記為50分,同學(xué)乙得70分卻誤記為100分,更正后計(jì)算得方差為s,則s2與s的大小關(guān)系是(  ) A.s2>s B.s2=s C.s2<s D.無法判斷 解析:選 A 根據(jù)方差的計(jì)算公式,s2的算式中含有(50-70)2+(100-70)2,s的算式中含有(80-70)2+(70-70)2,而兩算式的其他部分完全相同

20、,故易知s2>s.  9.甲、乙兩名同學(xué)在5次體育測試中的成績統(tǒng)計(jì)如圖的莖葉圖所示,若甲、乙兩人的平均成績分別是X甲,X乙,則下列結(jié)論正確的是(  ) A.X甲<X乙;乙比甲成績穩(wěn)定 B.X甲>X乙;甲比乙成績穩(wěn)定 C.X甲>X乙;乙比甲成績穩(wěn)定 D.X甲<X乙;甲比乙成績穩(wěn)定 解析:選A ∵甲同學(xué)的成績?yōu)?8,77,72,86,92,乙同學(xué)的成績?yōu)?8,82,88,91,95, ∴X甲==81, X乙==86.8, ∴X甲<X乙. 從莖葉圖中數(shù)據(jù)的分布情況看,乙同學(xué)的成績更集中于平均數(shù)附近,這說明乙比甲成績穩(wěn)定. 10.在發(fā)生某

21、公共衛(wèi)生事件期間,有專業(yè)機(jī)構(gòu)認(rèn)為該事件在一段時(shí)間沒有發(fā)生規(guī)模群體感染的標(biāo)志為“連續(xù)10天,每天新增疑似病例不超過7人”.根據(jù)過去10天甲、乙、丙、丁四地新增疑似病例數(shù)據(jù),一定符合該標(biāo)志的是(  ) A.甲地:總體平均值為3,中位數(shù)為4 B.乙地:總體平均值為1,總體方差大于0 C.丙地:中位數(shù)為2,眾數(shù)為3 D.丁地:總體平均值為2,總體方差為3 解析:選D 根據(jù)信息可知,連續(xù)10天內(nèi),每天的新增疑似病例不能有超過7的數(shù),選項(xiàng)A中,中位數(shù)為4,可能存在大于7的數(shù);同理,在選項(xiàng)C中也有可能;選項(xiàng)B中的總體方差大于0,敘述不明確,如果數(shù)目太大,也有可能存在大于7的數(shù);選項(xiàng)D中,根據(jù)方差

22、公式,如果有大于7的數(shù)存在,那么方差不會(huì)為3. 二、填空題(本大題共4小題,每小題5分,共20分.把答案填寫在題中的橫線上) 11.某社區(qū)對居民進(jìn)行2017天津全運(yùn)會(huì)知曉情況的分層抽樣調(diào)查.已知該社區(qū)的青年人、中年人和老年人分別有800人、1 600人、1 400人.若在老年人中的抽樣人數(shù)是70,則在中年人中的抽樣人數(shù)應(yīng)該是________. 解析:抽取的比例為k==,故在中年人中應(yīng)該抽取的人數(shù)為1 600×=80. 答案:80 12.對具有線性相關(guān)關(guān)系的變量x和Y,測得一組數(shù)據(jù)如下: x 2 4 5 6 8 Y 30 40 60 50 70 若已

23、求得它們的回歸方程的斜率為6.5,則這條直線的回歸方程為________. 解析:設(shè)回歸方程為y=6.5x+a. 由已知,=×(2+4+5+6+8)=5. =×(30+40+60+50+70)=50. ∴a=-6.5=50-6.5×5=17.5. ∴y=6.5x+17.5. 答案:y=6.5x+17.5 13.從某小區(qū)抽取100戶居民進(jìn)行月用電量調(diào)查,發(fā)現(xiàn)其用電量都在50至350度之間,頻率分布直方圖如圖所示. (1)直方圖中x的值為________; (2)在這些用戶中,用電量落在區(qū)間[100,250)內(nèi)的戶數(shù)為________. 解析:

24、(1)根據(jù)頻率和為1,得(0.002 4+0.003 6+0.006 0+x+0.002 4+0.001 2)×50=1,解得x=0.004 4; (2)(0.003 6+0.006 0+0.004 4)×50×100=70. 答案:(1)0.004 4?。?)70  14.甲、乙兩位同學(xué)某學(xué)科連續(xù)五次考試成績用莖葉圖表示,如圖所示,則平均數(shù)較高的是______,成績較為穩(wěn)定的是________. 解析:甲的平均分為==70,乙的平均分為==68;甲的方差為:s= =2,同理乙的方差為s=7.2,故甲的平均分高于乙,甲的成績比乙穩(wěn)定. 答案:甲 甲

25、 三、解答題(本大題共4小題,共50分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、證明過程或演算步驟) 15.(12分)某車間有189名職工,現(xiàn)要按1∶21的比例選質(zhì)量檢查員,采用系統(tǒng)抽樣的方式進(jìn)行,寫出抽樣過程. 解:以隨機(jī)方式對189名職工編號(比如可直接采用工資表上號碼編號),設(shè)其分別為1,2,3…,189, 由已知樣本容量是總體個(gè)數(shù)的,故樣本容量為189×=9(個(gè)),將1,2,3,…,189編9段,每段21個(gè)號.如1~21為第一段,22~42為第二段,…,169~189為第九段,在第一段1~21個(gè)號碼中隨機(jī)抽樣產(chǎn)生一個(gè)號碼,如設(shè)為l,則l,l+21,l+42,…,l+168就是所產(chǎn)生

26、的9個(gè)樣本號碼,對應(yīng)的就是質(zhì)量檢查員. 16.(12分)農(nóng)科院的專家為了了解新培育的甲、乙兩種麥苗的長勢情況,從甲、乙兩種麥苗的試驗(yàn)田中各抽取6株麥苗測量麥苗的株高,數(shù)據(jù)如下:(單位:cm) 甲:9,10,11,12,10,20 乙:8,14,13,10,12,21. (1)繪出所抽取的甲、乙兩種麥苗株高的莖葉圖; (2)分別計(jì)算所抽取的甲、乙兩種麥苗株高的平均數(shù)與方差,并由此判斷甲、乙兩種麥苗的長勢情況. 解:(1)莖葉圖如圖所示: (2)甲==12,乙==13, s≈13.67,s≈16.67.因?yàn)榧?lt;乙,所以乙種麥苗平均株高較高,又因?yàn)閟<s,所以甲種麥苗

27、長的較為整齊. 17.(12分)為了了解中學(xué)生的身體發(fā)育情況,對某一中學(xué)同年齡的50名男生的身高進(jìn)行了測量,結(jié)果如下: [157,161)3人; [161,165)4人; [165,169)12人; [169,173)13人;[173,177)12人;[177,181]6人. (1)列出頻率分布表; (2)畫出頻率分布直方圖; (3)估計(jì)總體在[165,177)間的比例. 解:(1)列出頻率分布表: 分組 頻數(shù) 頻率 [157,161) 3 0.06 0.015 [161,165) 4 0.08 0.02 [165,169) 12 0.24 0.

28、06 [169,173) 13 0.26 0.065 [173,177) 12 0.24 0.06 [177,181] 6 0.12 0.03 合計(jì) 50 1.00 (2)畫出頻率分布直方圖如圖: (3)因0.24+0.26+0.24=0.74, 所以總體在[165,177)間的比例為74%. 18.(14分)某學(xué)校高一(3)班甲、乙兩名同學(xué)的最近5次數(shù)學(xué)測驗(yàn)成績(單位:分)統(tǒng)計(jì)如下: 甲 65 98 94 98 95 乙 62 98 99 100 71 (1)分別寫出甲、乙成績的平均數(shù)和中位數(shù); (2)分別用平均數(shù)和中

29、位數(shù)分析甲、乙兩位同學(xué)中,哪位同學(xué)成績較好; (3)又知同班同學(xué)丙的最近5次數(shù)學(xué)測驗(yàn)成績(單位:分)如下: 丙 80 90 86 99 95 分別從平均數(shù)、中位數(shù)和方差等方面分析甲與丙的成績誰好誰壞,并說明理由. 解:(1)平均分:甲=×(65+98+94+98+95)=90, 乙=×(62+98+99+100+71)=86. 甲的中位數(shù)是95,乙的中位數(shù)是98. (2)從平均分看,甲的平均分高,甲的成績較好;從中位數(shù)看,乙的中位數(shù)大,乙的成績較好. (3)丙=×(80+90+86+99+95)=90,丙的中位數(shù)為90. s=×[(80-90)2+(90-90)2+(86-90)2+(99-90)2+(95-90)2]=44.4; s=×[(65-90)2+(98-90)2+(94-90)2+(98-90)2+(95-90)2]=158.8. 由于兩人的平均分相同,所以從平均分看,甲、丙成績同樣好;從中位數(shù)看,甲的中位數(shù)高,甲的成績好;從方差看,丙的方差小,丙的成績較穩(wěn)定,所以丙的成績好.

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